Эффективность сахарозо-содержащего раствора и раствора UW для гипотермического хранения мезенхимальных стромальных клеток человека в суспензии или в составе альгинатных микросфер

Abstract

Исследовали влияние гипотермического хранения (ГХ) на жизнеспособность и функциональную активность мезенхимальных стромальных клеток (МСК) человека в суспензии и альгинатных микросферах (АМС). Клетки хранили в герметически закрытых криопробирках при 4°С в культуральной среде (КС), сахарозо-содержащем растворе (ССР) и растворе Университета Висконсина (UW). Через 3 и 7 суток хранения жизнеспособность, метаболическую активность и морфофункциональное состояние МСК оценивали по МТТ-, Alamar Blue-тестам, адгезивной активности, морфологии и способности к мультилинейной дифференцировке в условиях монослойного культивирования. Установлено, что ГХ суспензии МСК в КС в течение 3-х суток приводит к 3–4-кратному снижению их жизнеспособности и способности к адгезии. Инкапсуляция в АМС частично предотвращает гибель клеток. Гипотермическое хранение в течение 7 суток вызывает гибель практически всех МСК как в суспензии, так и в АМС. При замене КС на консервирующий раствор UW и ССР сохраняются жизнеспособность и метаболическая активность МСК при ГХ в течение 3-х суток как в суспензии, так и составе АМС. После 7 суток ГХ в растворе UW и ССР МСК в суспензии и АМС сохраняют жизнеспособность на уровне 60–80%, адгезивные свойства, метаболическую активность, а также способность к индуцированной адипо- и остеогенной дифференцировке. Использование консервирующего раствора UW и ССР позволяет продлить сроки гипотермического хранения МСК.

Досліджували вплив гіпотермічного зберігання (ГЗ) на життєздатність та функціональну активність мезенхімальних стромальних клітин (МСК) людини в суспензії та альгінатних мікросферах (АМС). Клітини зберігали в герметично закритих кріопробірках за 4°С у культуральному середовищі (КС), сахарозо-вмісному розчині (СВР) та розчині Університету Вісконсіну (UW). Через 3 і 7 діб зберігання життєздатність, метаболічну активність та морфофункціональний стан МСК оцінювали за МТТ-, Alamar Blue-тестами, адгезивною активністю, морфологією і здатністю до мультилінійного диференціювання в умовах моношарового культивування. Встановлено, що ГЗ суспензії МСК у КС протягом 3-х діб призводить до 3–4-кратного зниження їх життєздатності та здатності до адгезії. Інкапсуляція в АМС частково запобігає загибелі клітин. Гіпотермічне зберігання протягом 7 діб викликає загибель практично всіх МСК як у суспензії, так і в АМС. Заміна КС на консервуючий розчин UW і СВР запобігає зниженню життєздатності та метаболічної активності МСК при ГЗ протягом 3-х діб як в суспензії, так і складі АМС. Після 7 діб ГЗ у розчині UW і СВР МСК у суспензії та АМС зберігають життєздатність на рівні 60–80%, адгезивні властивості, метаболічну активність, а також здатність до індукованого адіпо- та остеогенного диференціювання. Використання консервуючого розчину UW і СВР дозволяє подовжити термін гіпотермічного зберігання МСК.

The effect of hypothermic storage (HS) on viability and functional activity of human mesenchymal stromal cells (MSCs) in suspension and within alginate microspheres (AMSs) was studied. Cells were stored in sealed cryovials at 4°C in culture medium (CM), sucrose-based solution (SBS) and that of the University of Wisconsin (UW). After 3 and 7 days of storage the viability, metabolic activity and morphology of MSCs were assessed by MTT-assay, Alamar Blue test, adhesive activity, morphology and ability of multilineage differentiation at monolayer culture conditions. Hypothermic storage of MSCs suspension in CM for 3 days was established to result in a 3–4-fold decrease in their viability and adhesive ability. The encapsulation into AMSs partially prevented cell death. Hypothermic storage for 7 days caused death of almost all MSCs both in suspension and AMSs. The substitution of CM for UW and SBS preservation solutions maintained the MSCs viability and metabolic activity following HS within 3 days both in suspension and within AMSs. After 7 days of HS in UW and SBS solutions the MSCs in suspensions and within AMSs preserved their viability on the level of 60–80%, adhesive properties, metabolic activity, as well as the ability for induced adipogenic and osteogenic differentiation. The use of UW and SBS preservation solutions enabled to prolong the hypothermic storage terms for MSCs.